建筑中混凝土裂缝的施工处理技术研究

刘陈风

（福建守恒建设工程有限公司， 福建 福州 350000）

0 引言

长期以来，在土木工程建筑领域，裂缝问题一直困扰着混凝土结构的施工，成为难以攻克的施工和维护难题。作为混凝土结构的重要缺陷，裂缝产生初期，会产生包浆脱落等现象，对混凝土使用性能影响不大，但随着温差等外界因素的变化，裂缝会不断扩大、恶化，显著降低混凝土结构的抗渗能力，导致钢筋锈蚀问题，影响钢筋混凝土的耐久性。[1]因此，如何科学分析不同混凝土结构产生裂缝的内因，确定混凝土裂缝的类型，从而采取有效的裂缝处理技术，成为土木工程建筑施工中的重要问题。

1 混凝土裂缝类型

1.1 承载受力裂缝

根据承载受力形式的不同，产生的混凝土裂缝形态复杂多样。从荷载受力方向看，可分为混凝土水平构件和垂直构件，其中，水平构建包括直接承受荷载的板、梁，垂直构建包括垂直承受荷载的墙、柱以及建筑基础。从荷载受力引起的混凝土内力角度看，混凝土内应力主要包括拉、压、弯以及复合受力。在这些内力作用下，会产生受拉裂缝、受压裂缝、受弯裂缝等承载受力裂缝。

1.2 收缩裂缝

收缩裂缝在混凝土裂缝中占有较大比例，一般包括以下几种裂缝类型。一是胶凝裂缝。水泥在凝固过程中会发生固化，使水泥胶体体积明显变小，引发混凝土产生自主收缩的现象，这种现象贯穿于水泥固化的全过程。二是干燥裂缝。在混凝土振捣过程中，引发混凝土内部的游离水溢出，在混凝土表面产生收缩现象，随着混凝土静置时间的增加，游离水持续挥发，引发混凝土表层收缩，造成混凝土体积不断减少。在振捣后会发生后泥土离析现象，引起混凝土表层收缩速度加快，从而引发干燥裂缝。三是碳化收缩裂缝。由于混凝土所含的二氧化碳和氧化钙发生化学反应，其化学产物碳酸钙会造成混凝土体积变小，从而产生裂缝。

1.3 温差裂缝

同收缩裂缝一样，温差裂缝也是间接裂缝的一种，其裂缝发生的原因和位置与收缩裂缝相同；在表现形式上，收缩裂缝表现为混凝土体积缩小，而温差裂缝则由于温差变化引起混凝土热胀冷缩变化。在建筑工程领域，温差裂缝常见为大面积混凝土表层裂缝现象。在混凝土硬化过程中，由于外界温差变化，引起混凝土发生温度变形，产生附加应力，在混凝土结构抗拉强度不能满足附加应力的情况下，混凝土表层就会出现裂缝。

1.4 沉降裂缝

沉降裂缝是由于地基沉降不均匀导致的裂缝。在地基发生沉降时，混凝土结构就会产生拉应力和剪应力，当混凝土结构抗拉强度和抗剪强度不能抵消拉应力和剪应力时，就会导致混凝土结构中的薄弱部分出现裂缝。根据地基受力方向不同，沉降裂缝的形态具有多样性，常见的有弯曲裂缝和剪切裂缝，还包括水平裂缝和斜向裂缝等。

1.5 构造裂缝

除了由于混凝土内部缺陷引发的裂缝之外，还要由于混凝土发生结构突变、刚度突变等引发的局部裂缝，这类裂缝被称为构造裂缝，具体分为结构裂缝和构件裂缝。结构裂缝是由于刚度不均匀或者体型突变，引发混凝土刚度突变产生约束力，在混凝土结构的薄弱位置累积过多形出裂缝；构件裂缝是由于混凝土结构转角处纵向受力钢筋发生转折，不能有效消除横向附加力，导致传力不平衡而引发混凝土结构局部构件发生构造裂缝。[2]

2 混凝土裂缝施工处理技术

2.1 表面处理法

当混凝土表层发生轻微裂缝时，在稳定不会发展的状态下，轻微裂缝宽度和深度较小，并不会对混凝土结构性能和安全造成影响，一般可以进行裂缝掩饰和修补，通常采用表面处理法。表面处理法一般针对混凝土表面小于0.2毫米裂缝进行处理，这些裂缝不会引发混凝土构件承载力发生变化，不会改变构件的稳定性，通过进行表面处理，可以防止外来物质渗入，增强其耐久性。[3]对于表面处理使用材料，在形变性能上要与混凝土材料的性能类似，而且具有防水、防渗透等特性。在裂缝面积较大的情况下，可使用水泥砂浆等材料，根据施工要求和具体情况，采用表面涂抹水泥砂浆法进行涂抹处理。总体来说，表面处理法具有技术可操作性强的特点，但这种方法不适合活动性裂缝的修补。

2.2 增大截面加固法

对于一些能够引发安全隐患的裂缝，需要对混凝土结构进行加固处理。其中，在混凝土强度不足造成结构抗力安全问题的情况下，可以采用增大截面法进行处理。在土木工程领域，针对梁、板等混凝土构件的加固技术通常采用结构加固法，具体来说，就是增加截面面积以提高混凝土结构强度，增大截面法施工简单，但由于截面面积增加，造成构件自重增加，影响了使用空间，同时，由于混凝土结构受力发生变化，对结构安全产生负面影响。增大截面法一般采用钢筋混凝土围套包裹再混凝土结构外层，从而提高了混凝土结构的承载力。

2.3 混凝土置换法

对于外表破碎的裂缝，可以采用混凝土置换法进行处理。其施工流程是，对破碎的混凝土进行清理作业，然后对混凝土表层进行打磨，再对表层打磨后的颗粒进行清洁，最后对裂缝进行新混凝土材料浇筑作业。目前常用的混凝土置换材料有水泥砂浆、混凝土以及聚合物砂浆等。

2.4 聚脲技术

作为一种新型混凝土裂缝修复技术，聚脲技术具有以下优势：一是具有优异的力学性能。这项技术具有拉伸强度大、硬度范围广等特点，对由于温差导致的混凝土结构热胀冷缩具有很好的适应性，同时，对混凝土裂缝具有很好的抑制作用。二是聚脲反应固化速度快，凝胶反应在几秒内就能完成，因此受温度和湿度等外在因素影响较小。三是施工技术简单，单次喷涂量大，因此喷涂速率较快，效率较高，而且该技术可以进行多种形式的喷涂成型作业。四是聚脲化学活性稳定，不需要添加催化剂，而且使用寿命可以达到七十多年，混凝土裂缝修复质量较高。[4]

聚脲技术包括以下三个施工阶段：首先，对基础材料进行处理。一般包括两个处理环节，一是对材料表面进行清洁作业；二是对材料表面进行打磨作业。其次，进行底涂施工。使用底涂技术，使混凝土与聚脲涂层实现连接。为确保聚脲的附着力，底涂材料需要根据设计配方进行现场配比。最后，进行聚脲喷涂作业。从功能上来说，聚脲技术汲取了表面修补法、灌浆法等传统修补技术，实现了修补和防护的统一，具有节能环保、无污染、无溶剂等优势，应用领域得到快速推广。

2.5 粘刚、碳纤维加固法

该技术使用粘结剂，把粘刚或者碳纤维与裂缝进行紧密粘结，从而提升混凝土结构的承载力，这种技术对施工场地空间要求低、加固效果良好，而且施工时间短、工艺简单等优点，在混凝土裂缝修补工程中得到广泛应用。其中，粘结质量的高低决定了裂缝修补的效果。具体包括以下流程。

一是表面处理。表面处理是该加固法中的重要工序，首先使用毛刷、清洁剂等工具对混凝土表面油污进行清洁；其次利用打磨机打磨2-3毫米粘合面，然后清除粘合面上的粉粒，并进行擦拭；再次使用钢丝刷进行二次清洁；最后使用毛刷和清洁剂进行二次清洗。[5]二是进行涂胶处理。建筑结构胶配置要严格依照配比和搅拌程序进行，确保结构胶色泽均匀、流动适中。三是把结构胶均匀涂抹在混凝土新面，并反复刮抹，确保结构胶充分渗透和浸润，在涂抹方法上要遵照中间厚边缘薄的原则，涂抹厚度保持在1-3毫米，最后把钢板贴在裂缝位置。四是进行固定和加压。一般采用膨胀螺栓和卡具进行固定措施，并有效控制加压量，确保胶液保持在最佳位置。五是在20度的环境下进行固化，一般需要24小时。六是进行质量检验，一般采用小锤击打钢板，确认结构胶硬化程度，通过肉眼观察钢板边缘结构胶色泽，以确认结构胶的密实程度。七是依据施工要求，采用防腐涂料，对粘合面进行防腐处理。

2.6 环氧树脂灌浆法

环氧树脂浆材可灌性好，粘度低，渗透特性与水接近，适用于宽度小于1毫米的裂缝；此外，环氧树脂刚灌入时粘度较低，在固结中强度逐渐增大，有利于施工时间的控制和调整。虽然环氧树脂灌浆法成本较高，但总体来说，环氧树脂稳定性好、粘合力强、强度高、收缩力小、常温固化等特征，配合使用稀释剂和固化剂，有效提升了环氧树脂的使用功能。

在裂缝修补时，环氧树脂需要具备以下条件：一是要有良好的流动性，保证灌浆材料在压力较小情况下，就能顺利注入裂缝末端。二是要有较强的粘合强度。混凝土裂缝在修补后，基体会受到付复合力的作用，对灌浆材料的粘合强度提出了较高要求。三是对固化条件要求简单。在使用环氧树脂灌浆法时，只需要对粘合面进行清洁即可，对固化压力要求不高。四是固化后灌浆材料性能稳定，材料强度较高。五是灌浆材料成本较低，原材料市场供应充足。六是灌浆材料具有一定的变形能力，与混凝土基体能实现同步形变。

3 结束语

综上所述，在建筑工程中使用混凝土裂缝施工处理技术，可以有效消除由于裂缝问题引发的安全隐患，提升混凝土结构的稳定性和使用性，提高建筑工程质量和安全。由于造成混凝土裂缝的原因负责，不同的裂缝类型采用的施工技术不同，因此，在混凝土裂缝施工处理过程中，要结合混凝土裂缝类型特征和施工具体情况，采取科学有效的裂缝施工处理技术，消除混凝土裂缝安全隐患，提升混凝土结构使用性能，为建筑工程的安全和质量提供保障。